TFT-LCD阵列基板、制造方法及驱动方法
技术领域
本发明涉及液晶显示器技术领域,特别涉及一种TFT-LCD阵列基板、制造方法及驱动方法。
背景技术
TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)具有低电压、微功耗、显示信息量大、易于彩色化等优点,在当前的显示器市场占据了主导地位。其已被广泛应用于电子计算机、电子记事本、移动电话、摄像机、高清电视机等电子设备中。
TFT-LCD最基本的构件之一是显示屏,所述显示屏包括对盒而成的阵列基板和彩膜基板,以及充满在阵列基板和彩膜基板之间的间隙内的液晶层。所述显示屏显示图像的基本原理是:通过在所述阵列基板和彩膜基板上施加作用于液晶层上的电场,控制所述液晶层分子的取向,从而控制穿透过液晶层分子的照射光线的多少,即达到调制通过液晶层的光强的目的。
具体的,请参考图1,其为现有的TFT-LCD阵列基板的结构示意图。如图1所示,阵列基板包括:多条栅极线(G1、G2、G3);与所述栅极线(G1、G2、G3)平行设置的多条公共电极线(V1、V2);与所述栅极线(G1、G2、G3)交叉设置的多条数据线(S1、S2、S3、S4);所述栅极线(G1、G2、G3)与数据线(S1、S2、S3、S4)交叉位置设置有薄膜晶体管(T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8);多个像素电极(D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8);所述薄膜晶体管的栅极与栅极线连接、源极与数据线连接,漏极与像素电极连接。
彩膜基板上同样设置有公共电极线,通常,彩膜基板上的公共电极线覆盖整个彩膜基板的显示区域,其与阵列基板上的公共电极线通过非显示区域的公共电极总线连接,并通过该非显示区域的公共电极总线提供公共电压。
请参考图2,其为现有的TFT-LCD显示屏的电路等效示意图。如图2所示,显示屏上的每一个像素可等效成液晶电容CLC和存储电容Cstg的并联结构,液晶电容CLC和存储电容Cstg的一侧电极与像素电极连接,另一侧与公共电极线连接。具体的,液晶电容CLC与彩膜基板上的公共电极线连接,存储电容Cstg与阵列基板上的公共电极线连接。通过控制所述液晶电容CLC和存储电容Cstg,便可控制TFT-LCD显示屏的显示亮度等,即通过控制像素电极与公共电极线的输入电压,便可控制TFT-LCD显示屏的显示亮度等,而所述像素电极的电压通过数据线的输入数据加以确定。
为了防止液晶在直流电场下的老化,需要对液晶两端的电荷的极性不断地变化。请参考图3a~3d,其为现有的TFT-LCD显示屏的驱动方式示意图。如图3a~3d所示,现有的TFT-LCD显示屏的驱动方式包括:帧反转驱动(FrameInversion)(如图3a所示)、行反转驱动(Line Inversion)(如图3b所示)、列反转驱动(Column Inversion)(如图3c所示)和点反转驱动(Dot Inversion)(如图3d所示)。其中,“+”表示数据线通过薄膜晶体管对子像素的液晶电容CLC和存储电容Cstg充电,最后的电压高于彩膜基板上公共电极线电压,就相当于像素的像素电极端充了正电荷;反之,“-”表示像素电极端充了负电荷。目前常用的驱动方式为点反转方式,固定公共电极线电压,即向公共电极线提供一固定的电压值,改变像素电极端电压实现。作为存储电容Cstg一侧公共电极线的电压通过设置于非显示区域的公共电极总线来提供,由于公共电极线具有一定的长度,由此远离公共电极总线的部分公共电极线位置(通常处于显示区域中间位置)往往由于比较明显的RC Delay的问题,当外部信号对公共电极线发生干扰时,此处容易发生电压偏差,从而影响显示效果。
TFT-LCD显示屏的每个像素可以用RGB三个子像素表示,通过RGB三个子像素的显示亮度可以表现像素的灰阶等。假设TFT-LCD显示屏的分辨率为m×n,一般m和n为偶数,则每一行总子像素数量为3m。请参考图4,其为特殊灰阶黑白画面的点反转驱动方式示意图,图中RGB子像素的重复单元简图,RGB一个重复单元为6个RGB子像素,其中最左侧的RGB子像素显示为全电压,而紧接着的RGB子像素显示为半电压,以下显示以此类推。如图4所示,在此种显示方式下,每一行所有子像素对公共电极线的干扰的电荷总量为:+Q-Q+Q-Q/2+Q/2-Q/2......=+mQ/4,即电荷总量不为零,由此,往往将使得公共电极线上的电压发生偏差,从而画面产生偏绿现象,影响显示效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TFT-LCD阵列基板、制造方法及驱动方法,以解决现有的TFT-LCD阵列基板的显示区域中间位置RC Delay比较明显的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种TFT-LCD阵列基板,包括:基板,所述基板包括显示区域与非显示区域;位于所述基板上的多条栅极线及与所述栅极线平行设置的多条公共电极线;位于所述栅极线之上的多条数据线,所述数据线与所述栅极线交叉设置;位于所述公共电极线之上的第一公共电极总线,所述第一公共电极总线与所述公共电极线交叉设置,且与所述公共电极线电连接,所述第一公共电极总线位于显示区域。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板中,所述第一公共电极总线的数量为一根,且位于显示区域的1/2处。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板中,所述第一公共电极总线的数量为多根。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板中,所述第一公共电极总线的数量为三根,分别位于显示区域的1/4处、1/2处及3/4/处。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板中,还包括开关元件,所述开关元件位于所述数据线与所述栅极线交叉处,且关于1/2处的第一公共电极总线对称设置。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板中,所述第一公共电极总线通过接触孔与所述公共电极线电连接。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板中,所述数据线与第一公共电极总线位于同一金属层。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板中,还包括位于所述公共电极线之上的第二公共电极总线,所述第二公共电极总线与所述公共电极线交叉设置,且与所述公共电极线电连接,所述第二公共电极总线位于非显示区域。
本发明还提供一种TFT-LCD阵列基板的制造方法,包括:提供基板,所述基板包括显示区域与非显示区域;在所述基板上形成多条栅极线及与所述栅极线平行的多条公共电极线;在所述栅极线之上形成多条数据线,所述数据线与所述栅极线交叉设置;在所述公共电极线之上形成第一公共电极总线,所述第一公共电极总线与所述公共电极线交叉设置,且与所述公共电极线电连接,所述第一公共电极总线位于显示区域。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板的制造方法中,所述第一公共电极总线的数量为一根,且位于显示区域的1/2处。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板的制造方法中,所述第一公共电极总线的数量为多根。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板的制造方法中,所述第一公共电极总线的数量为三根,分别位于显示区域的1/4处、1/2处及3/4/处。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板的制造方法中,在形成栅极线的同时形成栅极,在形成数据线的同时形成源极及漏极,以在所述数据线与所述栅极线交叉处形成开关元件,所述开关元件关于1/2处的第一公共电极总线对称设置。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板的制造方法中,所述第一公共电极总线通过接触孔与所述公共电极线电连接。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板的制造方法中,所述数据线与第一公共电极总线通过同一金属层同时形成。
可选的,在所述的TFT-LCD阵列基板的制造方法中,在形成第一公共电极总线的同时形成第二公共电极总线,所述第二公共电极总线与所述公共电极线交叉设置,且与所述公共电极线电连接,所述第二公共电极总线位于非显示区域。
本发明还提供一种TFT-LCD阵列基板的驱动方法,所述阵列基板包括:基板,所述基板包括显示区域与非显示区域;位于所述基板上的多条栅极线及与所述栅极线平行设置的多条公共电极线;位于所述栅极线之上的多条数据线,所述数据线与所述栅极线交叉设置;位于所述公共电极线之上的第一公共电极总线,所述第一公共电极总线与所述公共电极线交叉设置,且与所述公共电极线电连接,所述第一公共电极总线数量为一根且位于显示区域的1/2处;所述驱动方法包括:所述第一公共电极总线提供固定电压;所述数据线提供显示电压,所述显示电压的正负极性关于所述第一公共电极总线对称,且位于所述第一公共电极总线每一侧的显示电压以点反转方式提供。
在本发明提供的TFT-LCD阵列基板、制造方法及驱动方法中,通过将第一公共电极总线设置于显示区域,降低了此处公共电极线的RC Delay问题,从而提高了显示屏的显示效果。
进一步的,在本发明提供的TFT-LCD阵列基板的驱动方法中,令显示电压的的正负极性关于第一公共电极总线对称,且位于所述第一公共电极总线每一侧的显示电压以点反转方式提供。当外部信号对公共电极线发生干扰时,降低公共电极线上的电压偏差量,提高显示效果。
附图说明
图1是现有的TFT-LCD阵列基板的结构示意图;
图2是现有的TFT-LCD显示屏的电路等效示意图;
图3a~3d是现有的TFT-LCD显示屏的驱动方式示意图;
图4是特殊灰阶黑白画面的点反转驱动方式示意图;
图5是本发明的TFT-LCD阵列基板的结构示意图;
图6是图5所示的TFT-LCD阵列基板中AA’的剖面示意图;
图7是图5所述的TFT-LCD阵列基板的特殊灰阶黑白画面的点反转驱动方式示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提供的TFT-LCD阵列基板、制造方法及驱动方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图5,其为本发明的TFT-LCD阵列基板的结构示意图。如图5所示,阵列基板1包括:
基板100,所述基板100包括显示区域10与非显示区域11;
位于所述基板100上的多条栅极线G1、G2、G3及与所述栅极线平行设置的多条公共电极线V1、V2;
位于所述栅极线之上的多条数据线S1、S2、S3、S4,所述数据线与所述栅极线交叉设置;
位于所述公共电极线之上的第一公共电极总线VB1,所述第一公共电极总线VB1与所述公共电极线交叉设置,且与所述公共电极线电连接,所述第一公共电极总线VB1位于显示区域10。
通过将第一公共电极总线VB1设置于显示区域10,从而减小了公共电压至显示区域中间位置(例如,图5中数据线S2、S3之间的部分显示区域)的公共电极线所经过的距离,从而降低了此处公共电极线的RC Delay问题,从而提高了显示屏的显示效果。
优选的,所述第一公共电极总线VB1的数量为一根,且位于显示区域10的1/2处。所述用语“1/2处”指显示区域10正中间位置。当将向公共电极线V1、V2提供公共电压的第一公共电极总线VB1设置于显示区域10时,其相对于设置于非显示区域11,距显示区域10中间位置的公共电极线的距离更近,从而更能有效降低此处公共电极线的RC Delay问题,提高显示屏的显示效果。
在本实施例中,所述阵列基板1还包括位于所述公共电极线之上的第二公共电极总线VB2,所述第二公共电极总线VB2与所述公共电极线交叉设置,且与所述公共电极线电连接,所述第二公共电极总线VB2位于非显示区域11。
在降低显示区域10中间位置处公共电极线V1、V2的RC Delay问题的同时,为了进一步提高显示屏的显示质量,降低显示区域10边侧位置处公共电极线V1、V2的RC Delay问题,在本实施例中,同时在非显示区域11设置第二公共电极总线VB2。所述第二公共电极总线VB2的数量为两根,分别位于平行于数据线的两侧非显示区域11。
需说明的是,所述第一公共电极总线VB1与第二公共电极总线VB2连接相同的公共电压,在此,只是为了本申请文件描述的清楚与简便而加以如此区分。
在本实施例中,所述第一公共电极总线VB1与数据线S1、S2、S3、S4位于同一金属层,即通过同一金属层形成所述第一公共电极总线VB1与数据线S1、S2、S3、S4。由此,可在不增加工艺复杂度的情况下,降低显示区域10中间位置处公共电极线V1、V2的RC Delay问题。
当然,在本发明的其他实施例中,所述第一公共电极总线VB1与数据线S1、S2、S3、S4也可位于不同金属层。例如,在形成数据线S1、S2、S3、S4之前,先通过一金属层形成所述第一公共电极总线VB1。
在本实施例中,所述公共电极线V1、V2位于第一金属层,所述第一公共电极总线VB1与数据线S1、S2、S3、S4位于第二金属层,所述公共电极线V1、V2与第一公共电极总线VB1之间的电连接通过接触孔C1、C2实现。此外,在本实施例中,所述公共电极线V1、V2也通过接触孔(图5中未示出)与第二公共电极总线VB2电连接。
具体的,请参考图6,其为图5所示的TFT-LCD阵列基板中AA’的剖面示意图。如图6所示,公共电极线V1位于基板100上,第一公共电极总线VB1位于公共电极线V1之上,所述一公共电极总线VB1与公共电极线V1之间还有绝缘层予以隔离,通常该绝缘层为栅绝缘层,通过接触孔C1,所述一公共电极总线VB1与公共电极线V1连接。
需说明的是,在本申请文件的用语中,“上”指两器件或者膜层之间没有其他器件或者膜层;而“之上”指两器件或者膜层之间还有其他器件或者膜层。
进一步的,所述阵列基板1还包括开关元件T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8,所述开关元件位于所述数据线与所述栅极线交叉处,且关于所述第一公共电极总线VB1对称设置。具体的,所述开关元件为薄膜晶体管,所述薄膜晶体管的栅极与所述栅极线连接,所述薄膜晶体管的源极与数据线连接。所述阵列基板1还包括像素电极D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8,所述薄膜晶体管的漏极与所述像素电极连接。当所述开关元件关于所述第一公共电极总线VB1对称设置时,所述像素电极也关于所述第一公共电极总线VB1对称设置。通过将所述开关元件关于第一公共电极总线VB1对称设置,避免了由于在数据线的同一金属层引入了第一公共电极总线VB1而造成的像素设置的不平衡等问题,从而提高显示质量。
当然,所述开关元件也可不关于所述第一公共电极总线VB1对称设置。此外,若所述第一公共电极总线VB1与数据线S1、S2、S3、S4位于不同金属层,所述开关元件也可不关于所述第一公共电极总线VB1对称设置。
综上,在本实施例中,通过在显示区域10的1/2处设置一第一公共电极总线VB1,以降低中间位置公共电极线的RC Delay问题,从而提高了显示屏的显示效果。
在本发明的其他实施例中,为了进一步降低中间位置公共电极线的RCDelay问题,可在显示区域10设置多根第一公共电极总线VB1。优选的,可在显示区域显示区域10的1/2处、1/4处、及3/4处设置三根第一公共电极总线VB1。在这种情况下,数据线和栅极线交叉处的开关元件、及与开关元件连接的像素电极可关于1/2处的第一公共电极总线VB1对称设置。
相应的,本发明还提供一种TFT-LCD阵列基板的制造方法。所述TFT-LCD阵列基板的制造方法包括:
S10:提供基板,所述基板包括显示区域与非显示区域。
S11:在所述基板上形成多条栅极线及与所述栅极线平行的多条公共电极线。具体的,可在所述基板上形成第一金属层,刻蚀所述第一金属层形成多条栅极线及与所述栅极线平行的多条公共电极线,同时,还可形成薄膜晶体管的栅极,所述栅极与所述栅极线连接。
S12:在所述栅极线之上形成多条数据线,所述数据线与所述栅极线交叉设置。具体的,可首先形成栅绝缘层,所述栅绝缘层覆盖所述栅极线及公共电极线,用以将所述栅极线及公共电极线与后续形成的其他金属层隔离,例如与数据线隔离;其次,形成非晶硅层,所述非晶硅层覆盖所述栅绝缘层,通过所述非晶硅层以形成薄膜晶体管的功能元件;再接着,在所述非晶硅层上形成第二金属层,刻蚀所述第二金属层形成数据线,同时,还可形成薄膜晶体管的源极及漏极,所述源极与漏极跨接于所述非晶硅层上,并且,所述源极与所述数据线连接。
S13:在所述公共电极线之上形成第一公共电极总线,所述第一公共电极总线与所述公共电极线交叉设置,且与所述公共电极线电连接,所述第一公共电极总线位于显示区域。在本实施例中,所述第一公共电极总线与所述数据线同时形成,即通过刻蚀第二金属层形成,同时,在形成第二金属层之前,可刻蚀第一公共电极总线与公共电极线交叉位置处的栅绝缘层和/或非晶硅层,以形成接触孔,从而便于第一公共电极总线与公共电极线连接。在本发明的其他实施例中,所述第一公共电极总线也通过其他金属层形成,例如,在所述第二金属层之后,形成第三金属层,通过刻蚀该第三金属层形成所述第一公共电极总线。此外,在本实施例中,通过刻蚀第二金属层还可同时形成第二公共电极总线。
相应的,本发明还提供一种TFT-LCD阵列基板的驱动方法。
所述TFT-LCD阵列基板包括:基板,所述基板包括显示区域与非显示区域;位于所述基板上的多条栅极线及与所述栅极线平行设置的多条公共电极线;位于所述栅极线之上的多条数据线,所述数据线与所述栅极线交叉设置;位于所述公共电极线之上的第一公共电极总线,所述第一公共电极总线与所述公共电极线交叉设置,且与所述公共电极线电连接,所述第一公共电极总线数量为一根且位于显示区域的1/2处;
所述驱动方法包括:所述第一公共电极总线提供固定电压;
所述数据线提供显示电压,所述显示电压的正负极性关于所述第一公共电极总线对称,且位于所述第一公共电极总线每一侧的显示电压以点反转方式提供。
根据背景技术的描述可知,“+”表示数据线通过薄膜晶体管对像素的液晶电容CLC和存储电容Cstg充电,最后的电压高于彩膜基板上公共电极线电压,就相当于像素的像素电极端充了正电荷,在此,就相当于所述数据线提供显示电压,所述显示电压的极性为正;反之,“-”表示像素电极端充了负电荷,在此,就相当于所述数据线提供显示电压,所述显示电压的极性为负。
请参考图7,其为图5所示的TFT-LCD阵列基板的特殊灰阶黑白画面的点反转驱动方式示意图。图中RGB子像素显示中央区域的重复单元简图,其余部分显示部分可以以此类推,RGB一个重复单元为6个RGB子像素,其中最左侧的RGB子像素显示为全电压,而紧接着的RGB子像素显示为半电压,右侧显示电压以第一公共电极总线VB1与左侧电压对称设置。对图7所示的每一行所有子像素的电荷总量进行相加,将得到电荷总量为零,而且由于最中间的两个子像素之间存在第一公共电极总线VB1,画面中央的撕裂感会大大减轻。由此,可避免公共电极线上的电压发生偏差,提高显示效果。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。